"数据结构与算法实践报告1：线性结构与KMP算法实现"

《软件设计与开发实践》实验报告1 封面 《软件设计与开发实践》课程实验报告 计算机科学与技术学院1150310329许家乐 2017 年 5 月 摘要 在本学期的《软件设计与开发实践》课程中，我们分为线性结构、树形结构、图形结构、查找及散列结构、内排序几个模块对数据结构与算法进行了系统的回顾，并对其进行应用和拓展。通过本学期的实验，我加深了对各种数据结构的理解，提高了对数据结构的应用能力，同时也提高了程序设计水平，达到了本课程预期的目标。对于本学期的每次作业，我都在不影响数据结构本身性质及程序运行的前提下，尽量使用模板类等为数据结构提供泛型支持，以使其具备更强的实际应用价值。所有数据结构都使用面向对象的程序设计思想，参照 C 、Java 等语言的标准库设计原则进行设计，并严格遵守各种语言的编程规范，以锻炼良好编程风格和习惯。同时，为了提高自己对编程语言的运用能力，前两次实验代码使用 C 语言编写，而后三次实验则选择使用 Java 语言来完成。所有源代码均已上传至 https://github.com/bluestyle97/HIT-Course-。 目录 第一部分——基础实验 第一章 第一次作业——线性结构 1. 跳表 1.1 原理 1.2 跳表实现 1.3 图形界面 1.4 代码亮点 2. KMP算法 1. 跳表 1.1 原理 跳表是一种基于有序链表的数据结构，它通过在原有的有序链表上增加多级索引，使得查找、插入、删除的时间复杂度都能够达到 O(log n) 的效果。跳表的原理非常巧妙，通过不同层次的索引，可以在有序链表中快速地进行查找操作，从而提高了数据结构的效率。 1.2 跳表实现 在本次作业中，我使用了C语言来实现了跳表数据结构。通过设计节点结构体和跳表结构体，以及相应的插入、删除、查找操作，实现了跳表的基本功能。在实现跳表时，我尽量考虑到了泛型支持的问题，通过使用模板类的方式来定义节点，使得跳表能够适用于不同类型的数据。 1.3 图形界面 为了更直观地展示跳表的操作，我设计了一个简单的图形界面，通过图形界面可以进行跳表的插入、删除、查找等操作，并实时显示跳表的结构。通过图形界面，可以更直观地了解跳表的操作过程，方便用户进行交互操作。 1.4 代码亮点 在实现跳表的过程中，我特别注重了代码的可读性和健壮性，尽量避免了出现错误和异常情况。同时，我也考虑了代码的扩展性和复用性，通过模块化的设计思想，使得跳表的实现更加灵活和可维护。 2. KMP算法 除了跳表之外，我还在本次作业中实现了KMP算法。KMP算法是一种用于字符串匹配的高效算法，通过计算字符串中的部分匹配值，能够在匹配过程中跳过一些比较，从而提高字符串匹配的效率。 结论 通过本次作业，我对跳表和KMP算法有了更深入的了解，通过实际的代码实现和图形界面的设计，加深了我对这些数据结构和算法的理解。同时，也锻炼了我在C语言和Java语言上的编程能力，提高了我对数据结构和算法的实际应用能力。在今后的学习和工作中，我将继续努力，不断提升自己在软件设计与开发实践领域的能力，为未来的发展打下坚实的基础。